Centrals Elèctriques: Tipus, Funcionament i Eficiència

Tipus de Centrals Elèctriques

Centrals de Bombeig Pur

Per produir energia elèctrica, és condició indispensable haver bombat prèviament aigua a l'embassament superior, ja que aquest només rep l'aigua de l'inferior.

Centrals de Bombeig Mixt

Poden produir energia indistintament amb bombeig previ o sense, perquè l'embassament superior també està alimentat per un riu.

Minicentrals Hidroelèctriques

Són centrals de potència compresa entre 250 i 5000 kW. Antigament eren les subministradores d'energia elèctrica de petits nuclis rurals.

Funcionament de les Centrals de Cicle Combinat

Els elements característics d'una central de cicle combinat són:

• La turbina de gas, amb el compressor i la cambra de combustió.
• La caldera de recuperació.
• La turbina de vapor.

L'aire a pressió alta provinent del compressor es barreja amb el gas combustible a la cambra de combustió i es produeix la combustió. Els gasos de la combustió, a una temperatura de 1300 °C i a pressió alta (entre 1,5 i 3 MPa), s'expandeixen a la turbina de gas i accionen el compressor i el generador elèctric.

En acabar el procés d'expansió, els gasos, que estan a uns 600 °C (una temperatura prou elevada per aprofitar l'energia que encara tenen), s'envien a la caldera de recuperació. Aquesta és, en realitat, un intercanviador de calor en el qual el fluid fred és l'aigua-vapor que circula per l'interior dels tubs, escalfats pels gasos d'escapament de la turbina de gas, que circulen al voltant dels tubs.

La caldera de recuperació té els mateixos components que una caldera convencional (reescalfadors, preescalfadors, economitzadors, etc.), per aprofitar al màxim possible l'energia dels gasos d'escapament. El cicle d'aigua-vapor és el que es realitza en qualsevol central tèrmica convencional, de manera que el vapor procedent de la caldera acciona un grup turbina-generador per obtenir més energia elèctrica.

El cicle continua fent passar el vapor d'aigua procedent de la turbina pel condensador, i entra de nou en forma líquida a la caldera per repetir el cicle.

Funcionament d'una Central Hidroelèctrica

La presa reté l'aigua del riu i provoca un embassament i un augment del nivell de l'aigua. A peu de presa hi ha la sala de màquines amb els grups turboalternadors.

L'aigua arriba a les turbines a través d'una canonada forçada alimentada des de l'embassament, amb comportes i reixats a les preses d'aigua. L'energia potencial de l'aigua embassada es converteix en energia cinètica en obrir les comportes de la canonada i es comunica al rodet de la turbina, que comença a girar. L'aigua surt de nou al riu pels canals de desguàs.

El disseny del conjunt format per la canonada, la turbina i els desguassos està molt estudiat perquè l'aigua comuniqui la màxima energia al rodet de la turbina.

Solidari a l'eix de la turbina hi ha el rotor de l'alternador i un generador de corrent continu que genera un camp magnètic a les bobines del rotor, amb la qual cosa es produeix en el bobinatge de l'estator un corrent altern de tensió mitjana i intensitat elevada. Amb els transformadors s'eleva la tensió i, a través del parc de distribució o de connexió, s'alimenten les línies de la xarxa de transport.